Teoria składania błony

Teoria składania błony Sugeruje, że błony organelli komórek eukariotycznych pochodziły z ekspansji i inwazji błony plazmatycznej.

J.D. Robertson, pionier mikroskopii elektronicznej, zauważony w 1962 r., Że kilka ciał wewnątrzkomórkowych miało wizualnie identyczną strukturę z błoną plazmatyczną. 

Idea struktury, która wyznacza komórki, powstała natychmiast po pojęciu „komórki”, więc przeprowadzono kilka badań, aby zrozumieć cechy wspomnianej struktury.

Membrana plazmatyczna

Membrana plazmatyczna jest strukturą utworzoną przez podwójną warstwę fosfolipidów zorganizowaną w taki sposób, że grupy polarne są zorientowane w kierunku cytosolu i pożywki zewnątrzkomórkowej, podczas gdy grupy apolarne są zorganizowane w błonę.

Jego główną funkcją jest zdefiniowanie komórek, zarówno eukariotów, jak i prokariotów, ponieważ fizycznie oddziela cytoplazma od pożywki pozakomórkowej.

Pomimo funkcji strukturalnej wiadomo bardzo dobrze, że membrana nie jest statyczna, ale jest elastyczną i dynamiczną barierą, w której występuje duża liczba niezbędnych procesów dla komórki.

Niektóre procesy występujące w błonie to zakotwiczenie cytoszkieletu, transport cząsteczek lub sygnalizacja i połączenie z innymi komórkami w celu utworzenia tkanek. Ponadto szeroka gama organelli ma również błonę, w której występują inne procesy o wielkim znaczeniu.

Tło teorii składania membrany

Badania elektrofizjologiczne

Na długo przed tym, jak Robertson zaproponował teorię składania błony w 1962 r., Przeprowadzono badania w celu ustalenia, co to za struktura. W przypadku braku mikroskopu elektronicznego przeważają badania elektrofizjologiczne, wśród których są:

1895

Overton zauważył, że lipidy przekroczyły błonę komórkową łatwiej niż cząsteczki innej natury, dlatego wywnioskowały, że błona powinna być komponowana głównie lipidów.

1902

J. Bernstein przedstawił swoją hipotezę, która wspomniała, że ​​komórki składały się z roztworu z wolnymi jonami ograniczonymi przez cienką warstwę wodoodporną do tych naładowanych cząsteczek.

1923

Fricke zmierzył pojemność błony erytrocytów do przechowywania obciążeń (pojemność), określając, że wartość ta wynosiła 0.81 µF/cm².

Następnie ustalono, że błony innych rodzajów komórek miały podobne wartości pojemności, dlatego błona powinna być strukturą jednostkową.

1925

Gorter i Grendel mierzyli obszar erytrocytów ssaków za pomocą mikroskopu. Następnie ekstrahowali lipidy znanej liczby tego rodzaju komórek i mierzyli obszar, który zajmowali.

W wyniku relacji komórkowej 1: 2: błona. Oznaczało to, że błona komórkowa była podwójną strukturą, w ten sposób pojawia się termin „dwuwarstwowa lipidowa”.

1935

Wcześniejsze badania do 1935 r. Sugerowały obecność białek w błonie, doprowadziło to Danielli i Davson do zaproponowania modelu kanapki lub modelu białka-lipid-białko-białko.

Zgodnie z tym modelem błona plazmatyczna składa się z dwóch warstw fosfolipidów między dwiema warstwami białek, które są związane z błoną przez interakcje elektrostatyczne.

Badania mikroskopii elektronicznej

W 1959 roku, dzięki pojawieniu się mikroskopii elektronicznej, j. David Robertson zebrał wystarczające dowody, aby potwierdzić i uzupełnić modele Gortera i Grendel (1925) oraz Danielli i Davson (1935) i zaproponował model „membrany jednostkowej”.

Model ten zachowuje charakterystykę modelu zaproponowanego przez Danielli i Davsona dwuwarstwy lipidowej, z zmianami warstwy białkowej, która w tym przypadku jest asymetryczna i nieciągła.

Co z teorią składania błony?

Pojawienie się mikroskopii elektronicznej pozwoliło mieć dość jasne wyobrażenie o tym, jak powstała błona plazmatyczna.

Jednak faktowi towarzyszyło wizualizację wielu wewnątrztopowych błon, które tworzyły przedziały wewnątrzkomórkowe, które doprowadziły Robertsona w 1962 r. W celu zaproponowania teorii teorii fałdowania błony.

Teoria fałdowania błony polega na tym, że błona plazmatyczna zwiększyła jej powierzchnię i była inwazją, aby spowodować błony wewnątrznaczoplazmatyczne, te błony otoczone cząsteczkami, które były w cytosolu i powstały organelle.

Zgodnie z tą teorią otoczka jądrowa, retikulum endoplazmatyczne, golgi, lizosomy i aparat wakuolu mógł powstać w ten sposób.

Ciągłość, która istnieje między błoną plazmatyczną z pierwszymi trzema wymienionymi powyżej organelli, została potwierdzona poprzez badania mikroskopii elektronicznej w różnych typach komórek.

Jednak Robertson zaproponował również w swojej teorii, że organelle pęcherzykowe, takie jak lizosomy i wakuole, również powstały przez inwaminacje, które później oddzieliły się od błony.

Ze względu na charakterystykę teorii składania błony, jest ona uważana za rozszerzenie jednolitego modelu błony, który zaproponował w 1959 r.

Mikrografy wykonane przez Robertsona pokazują, że wszystkie te błony są równe i dlatego powinny mieć dość podobny skład.

Jednak specjalizacja organelli znacznie modyfikuje skład błon, co zmniejsza właściwości, które mają wspólne na poziomie biochemicznym i molekularnym.

Podobnie utrzymuje się fakt, że membrany są główne do służby jako stabilna bariera dla środowisk wodnych.

Znaczenie tej teorii

Podziękowania dla wszystkich testów przeprowadzonych w latach 1895–1965, zwłaszcza badania mikroskopii przeprowadzone przez J.D. Robertson, podkreślone znaczenie błon komórkowych.

Ze swojego modelu jednostkowego istotna rola, jaką membrana odgrywa w strukturze i funkcji komórek, zaczęła być podkreślona, ​​do tego stopnia, że ​​badanie tej struktury jest uważane za podstawowy temat w bieżącej biologii.

Teraz teoria jako taka nie ma akceptacji.

Jednak w tym czasie dał powstanie większej liczby ekspertów w tym obszarze, próbując wyjaśnić pochodzenie nie tylko błon komórkowych, ale także pochodzenia samej komórki eukariotycznej, tak jak Lynn Margulis w 1967 r., Podnosząc teorię endosimbiotyczną.

Bibliografia

1. Lodish H, Berk A, Kaiser C i in. (2008). Biologia komórek molekularnych. 
2. Heuser J.I. (1995). Pamięci J. David Robertson. Zaczerpnięte z Heuserlab.Wustl.Edu.
3. Czytać. (2001). Struktura błony. Curr. Biol.